日韓廠商于新式彩色濾光片制程“噴墨印刷法”之布局

作者：賴彥中

一、降低彩色濾光片成本
TFT-LCD面板有五大關(guān)鍵零組件：彩色濾光片、偏光片、背光模塊、驅(qū)動IC以及玻璃基板。其中彩色濾光片（Color Filter；CF）是TFT-LCD面板彩色化的最重要組件。TFT-LCD面板靠驅(qū)動電壓改變液晶排列產(chǎn)生畫面，而千變?nèi)f化的顏色表現(xiàn)則得借重由紅、綠、藍(lán)（RGB）三原色像素所構(gòu)成的彩色濾光片。

為了順應(yīng)產(chǎn)業(yè)低價化競爭，各種新式CF制程技術(shù)百花齊放，其中則以噴墨印刷法（Ink Jet Printing）最接近量產(chǎn)可能性。

二、面板產(chǎn)業(yè)競爭國家之噴墨印刷法現(xiàn)況
噴墨印刷方式若能順利取代現(xiàn)有非旋轉(zhuǎn)式涂布方法，將可大幅降低曝光、顯影、涂布等制程設(shè)備投資、減少光阻材料成本并簡化制程，且因此種制程可在常溫下制作，未來可能應(yīng)用到各種基板，例如塑料基板。

（1）日本
日本為全球彩色濾光片產(chǎn)業(yè)的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者，尤其彩色濾光片專業(yè)廠商市場龍頭─凸版印刷（Toppan Printing；TPN）和大日本印刷（Dai Nippon Printing；DNP）兩者更是積極發(fā)展新式彩色濾光片制程技術(shù)。隨著TFT-LCD面板跌價趨勢不斷，面板零組件降價壓力趨大，各面板廠逐漸導(dǎo)入彩色濾光片內(nèi)制。專業(yè)彩色濾光片廠若要生存，就必須在生產(chǎn)規(guī)模及技術(shù)水準(zhǔn)上再做改善，而內(nèi)制彩色濾光片廠商亦不會坐以待斃。

1.夏普（Sharp） ：
日商夏普在液晶面板產(chǎn)業(yè)動見觀瞻，屢屢開創(chuàng)新世代玻璃基板制程，其龜山第2工廠預(yù)定于2006年第3季開始生產(chǎn)第八代面板（玻璃母板尺寸為2160×2460mm），預(yù)定以噴墨印刷法制作彩色濾光片，技術(shù)來自2002年成立的Future Vision研發(fā)聯(lián)盟的成果。其制程機(jī)臺來自日商精工愛普生，精工愛普生和夏普皆為Future Vision研發(fā)聯(lián)盟一員。

2.專業(yè)彩色濾光片廠商TPN和DNP：
TPN和DNP皆于1980年代即已投入TFT-LCD面板用彩色濾光片的生產(chǎn)，具有悠久歷史，在全球外購CF市場亦占有壟斷地位。兩方皆選擇在各自的六代CF生產(chǎn)線投資噴墨印刷法制程：TPN將在三重第一工廠引進(jìn)支持六代液晶面板（玻璃母板尺寸為1500×1800mm）的噴墨印刷制程生產(chǎn)設(shè)備，預(yù)定在今年第3季投產(chǎn)，而DNP亦在其六代CF生產(chǎn)線引入噴墨印刷制程設(shè)備，預(yù)定于今年第4季投產(chǎn)。

但兩方對于八代CF生產(chǎn)線卻有不同看法：TPN預(yù)定2006年第3季投產(chǎn)的三重第2工廠（八代CF生產(chǎn)線）選擇采用現(xiàn)行Lithography制程，而DNP預(yù)定2007年第2季投產(chǎn)的八代CF生產(chǎn)線則預(yù)計采用噴墨印刷法制程。據(jù)專家分析推論，其目的有三：
●目的(1)：兩者新增之六代CF生產(chǎn)線產(chǎn)能將可供應(yīng)給今年第2季量產(chǎn)的IPS-alpha六代面板廠，亦可同時供應(yīng)給Sharp之六代面板廠藉以降低成本。
●目的(2)：藉由測試六代CF的噴墨印刷法制程的成熟度之后，接著才會應(yīng)用到八代CF生產(chǎn)線。也可看出DNP對于噴墨印刷法具有較大野心。
●目的(3)：若是噴墨印刷法良率不高，Sharp的八代面板生產(chǎn)線依然可從TPN的Lithography制程生產(chǎn)線獲得穩(wěn)定CF供應(yīng)；若是噴墨印刷制程的CF成功投產(chǎn)，Sharp的八代面板將可進(jìn)一步降低成本，在全球液晶電視面板市場具有壓制性成本優(yōu)勢。

但需注意的是，今年八月底，DNP宣布收購Sharp原本在龜山第二工廠內(nèi)采用噴墨印刷法制程之八代CF生產(chǎn)線，新公司名稱為：DNP Color Techno Kameyama Co. Ltd，定于今年九月一日起營運(yùn)。此事件是否代表Sharp的噴墨印刷法制程不若預(yù)期才因而轉(zhuǎn)賣給DNP進(jìn)行后續(xù)改善，值得觀察。

(2)韓國
韓國是繼日本之后的液晶面板產(chǎn)業(yè)大國，其追趕日本的腳步從不暫歇過。尤其三星更與日商Sony于2006第1季攜手建立七代面板生產(chǎn)線，以現(xiàn)在時點(diǎn)看來，可謂是洞燭機(jī)先。自1984年起，三星電子即從事TFT-LCD研發(fā)，自1987年李健熙接任會長對三星近年發(fā)展影響深遠(yuǎn)，他帶領(lǐng)三星電子度過1997年亞洲金融危機(jī)，度過危機(jī)之后的三星電子在TFT-LCD事業(yè)更為專注，加上旺盛之企圖心，造就今日三星電子之地位。

在噴墨印刷法制造彩色濾光片的應(yīng)用上，韓國產(chǎn)業(yè)資源部促進(jìn)零件材料開發(fā)事業(yè)，選定三星電子為首的SFA Consortium開發(fā)噴墨印刷法技術(shù)，以三個方向進(jìn)行開發(fā)：（1）「噴墨頭」由Samsung Advanced Institute of Industry 負(fù)責(zé)；（2）「相關(guān)材料」由三星集團(tuán)之第一毛織（Cheil Industries）負(fù)責(zé)；（3）系統(tǒng)整合部分則由三星電子（Samsung Electronics）負(fù)責(zé)。

三星預(yù)計先于八代CF生產(chǎn)線采用噴墨印刷法制程配合八代面板生產(chǎn)，其宣稱之成果令人印象深刻，例如CF制程數(shù)目從 21 道降至 5 道，CF材料使用量減少80%，而CF設(shè)備投資更減少 60%。

三、觀點(diǎn)
綜觀日韓于噴墨制程皆多所布局，但是噴墨印刷法邁向成熟之路亦有挑戰(zhàn)。噴墨印刷法較現(xiàn)行非旋轉(zhuǎn)式涂布技術(shù)雖然有較佳的生產(chǎn)效率及較低生產(chǎn)成本，但此技術(shù)發(fā)展至今仍舊有一些問題待克服，如墨滴尺寸（Ink Size）與印刷精確度（Printing Accuracy）是互相矛盾的兩難（Trade-off），而墨滴尺寸又和彩色濾光片的分辨率（Resolution）有極大的關(guān)系，因?yàn)榫€寬的限制導(dǎo)致噴墨印刷法尚無法應(yīng)用于超高分辨率的彩色濾光片制程。

除此之外，近年亦有一新興技術(shù)逐漸產(chǎn)生威脅，即是稱作「色序法（Color Sequential Method或稱Field Sequential Method）」的TFT-LCD面板制造技術(shù)，其標(biāo)榜完全不需使用彩色光阻，藉此降低成本及制程復(fù)雜度，改以RGB三色LED依時間軸混色方式取代傳統(tǒng)RGB三色彩色濾光片之空間軸混色方式，然而采用此新興技術(shù)的面板帶有色分離（Color Breakup）現(xiàn)象，對于電視動畫的播放尚未達(dá)到使用者要求。綜合以上所述，未來彩色濾光片產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r值得繼續(xù)密切注意。